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Esquema simplificado del ciclo de Calvin



Esquema simplificado del ciclo de Calvin


En la fase oscura, que tiene lugar en la matriz o estroma de los cloroplastos, tanto la energía en forma de ATP como el NADPH que se obtuvo en la fase fotoquímica se usa para sintetizar materia orgánica por medio de sustanciasinorgánicas. La fuente de carbono empleada es el dióxido de carbono, mientras que como fuente de nitrógeno se utilizan los nitratos y nitritos, y como fuente de azufre, los sulfatos. Esta fase se llama oscura, ya que suele ser realizada en la oscuridad de la noche.
* Síntesis de compuestos de carbono: descubierta por el bioquímico norteamericano Melvin Calvin, por lo que también se conoce con la denominación de Ciclo de Calvin, se produce mediante un proceso de carácter cíclico en el que se pueden distinguir varios pasos o fases.


En primer lugar se produce la fijación del dióxido de carbono. En el estroma del cloroplasto, el dióxido de carbono atmosférico se une a la pentosaribulosa-1,5-bisfosfato, gracias a la enzima RuBisCO, y origina un compuesto inestable de seis carbonos, que se descompone en dos moléculas de ácido-3-fosfoglicérico. Se trata de moléculas constituidas por tres átomos de carbono, por lo que las plantas que siguen esta vía metabólica se llaman C3. Si bien, muchas especies vegetales tropicales que crecen en zonas desérticas, modifican el ciclo de tal manera que el primer producto fotosintético no es una molécula de tres átomos de carbono, sino de cuatro (un ácido dicarboxílico), constituyéndose un método alternativo denominado vía de la C4, al igual que este tipo de plantas.
Con posterioridad se produce la reducción del dióxido de carbono fijado. Por medio del consumo de ATP y del NADPH obtenidos en la fase luminosa, el ácido 3-fosfoglicérico se reduce a gliceraldehído 3-fosfato. Éste puede seguir dos vías, consistiendo la primera de ellas en regenerar la ribulosa 1-5-difosfato (lamayor parte del producto se invierte en esto) o bien, servir para realizar otro tipo de biosíntesis: el que se queda en el estroma del cloroplasto comienza la síntesis de aminoácidos, ácidos grasos y almidón. El que pasa al citosol origina la glucosa y la fructosa, que al combinarse generan la sacarosa (azúcar característico de la savia) mediante un proceso parecido a la glucólisis en sentido inverso.


Fosfoproteínas: tienen como característica importante que son ricas en fosforo y no se coagulan con el calor (vitelina de la yema de huevo y la caseína de la leche)
Glucoproteínas (glucosa): estan en combinación proteínas y carbohidratos. Tienen caracter acido. (mucinas de la saliva y mucoides de los cartílagos)
Lipoproteínas: proteínas combinadas con lípidos. (suero sanguíneo, tejido nervioso y en el cerebro)

Un aminoacido es una sustancia química organica que por lo general es cristalina y de sabor dulce, asimismo esta constituido por dos grupos funcionales característicos como son: el grupo amino (-NH2) y el grupo carboxílico (-COOH). Los aminoacidos estan unidos mediante enlaces peptídicos. El enlace peptídicos es la unión entre dos moléculas de aminoacidos. Dicha unión se efectúa entre el grupo amino y grupo carboxilo.

De acuerdo con el número de aminoacidos unidos en la cadena, se tienen:
Dipéptidos: si la cadena esta formada por dos aminoacidos
Tripéptidos: cuando la cadena contiene 3 aminoacidos
Oligopéptidos: si el numero de aminoacidos es menor a 10
Polipéptido: Cuando lacadena tiene mas de 10 aminoacidos
Estructuras de las proteínas
Estructura primaria
La estructura primaria es la secuencia de aminoacidos de la proteína. Nos indica que aminoacidos componen la cadena polipeptídica y el orden en que dichos aminoacidos se encuentran. La función de la proteína depende de su secuencia y de la forma que esta adopte.


Estructura secundaria
Es la disposición de la secuencia de aminoacidos en el espacio.
Los aminoacidos, a medida en que van siendo enlazados durante la síntesis de proteína y gracias a la capacidad de sus enlaces, adquieren una disposición espacial estable, la estructura secundaria.
Existen 2 tipos:
1. La a(alfa)- hélice
2. La integración beta
Esta estructura se forma al enrollarse helicoidalmente sobre si misma la estructura primaria.

Estructura terciaria
1.
De tipo fibrosa en donde una de las dos dimensiones es mucho mayor (colageno, queratina de cabello
2. De tipo globular en donde no existe una dimensión que predomina(mioglobina)

Estructura cuaternaria
Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídica con estructura terciaria.
Propiedades físicas:
Fibrosas: presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria atípica
Son insolubles en agua
Propiedades químicas
Si se aumenta la temperatura y el PH se pierde la solubilidad
La mayoría se unen con enlaces covalentes
Peso molecular alto
Si en un futuro no nos cuidamos vamos a tener que consumir en mínimas proporciones las proteínas de origen animal o cancelarlas o consumir proteínas vegetales
Fuente: libro de química II

La regeneración de la ribulosa-1,5-difosfato se lleva a cabo a partir del gliceraldehído 3-fosfato, por medio de un proceso complejo donde se suceden compuestos de cuatro, cinco y siete carbonos, semejante a ciclo de las pentosas fosfato en sentido inverso (en el ciclo de Calvin, por cada molécula de dióxido de carbono que se incorpora se requieren dos de NADPH y tres de ATP).
* Síntesis de compuestos orgánicos nitrogenados: gracias al ATP y al NADPH obtenidos en la fase luminosa, se puede llevar a cabo la reducción de los iones nitrato que están disueltos en el suelo en tres etapas.
En un primer momento, los iones nitrato se reducen a iones nitrito por la enzima nitrato reductasa, requiriéndose el consumo de un NADPH. Más tarde, los nitritos se reducen a amoníaco gracias, nuevamente, a la enzima nitrato reductasa y volviéndose a gastar un NADPH. Finalmente, el amoníaco que se ha obtenido y que es nocivo para la planta, es captado con rapidez por el ácido α-cetoglutárico originándose el ácido glutámico (reacción catalizada por la enzima glutamato sintetasa), a partir del cual los átomos de nitrógeno pueden pasar en forma de grupo amino a otros cetoácidos y producir nuevos aminoácidos.
Sinembargo, algunas bacterias pertenecientes a lo géneros Azotobacter, Clostridium y Rhizobium y determinadas cianobacterias (Anabaena y Nostoc) tienen la capacidad de aprovechar el nitrógeno atmosférico, transformando las moléculas de este elemento químico en amoníaco mediante el proceso llamada fijación del nitrógeno. Es por ello por lo que estos organismos reciben el nombre de fijadores de nitrógeno.

Esquema en el que se muestra el proceso seguido en la síntesis de compuestos orgánicos nitrogenados.

* Síntesis de compuestos orgánicos con azufre: partiendo del NADPH y del ATP de la fase luminosa, el ión sulfato es reducido a ión sulfito, para finalmente volver a reducirse a sulfuro de hidrógeno. Este compuesto químico, cuando se combina con la acetilserina produce el aminoácido cisteína, pasando a formar parte de la materia orgánica celular.





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